DE69014946T2

DE69014946T2 - Verfahren zur Abtrennung kondensierbarer Dämpfe von Feststoffteilchen in hochkomprimierten Gasen.

Info

Publication number: DE69014946T2
Application number: DE69014946T
Authority: DE
Inventors: Stephen Chesters; Hwa-Chi Wang; Horng-Yuan Wen
Original assignee: Air Liquide SA
Current assignee: Air Liquide SA
Priority date: 1989-03-06
Filing date: 1990-03-05
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: US4964278A; ATE115429T1; JP3056501B2; DE69014946D1; JPH02298302A; EP0388252B1; KR900014022A; CA2011474A1; EP0388252A2; EP0388252A3

Description

Diskussion des Standes der Technik:

Bei vielen Anwendungen von Gasen, wie z.B. der Herstellung von VLSI Chips werden während des Herstellungsprozesses hochreine Gase benötigt, um unter anderem die Erzeugung von Fehlern während der verschiedenen Maskierungsschritte des Verfahrens zu vermeiden. Das Vermeiden solcher Fehler erhöht die Verfahrensausbeute sowie die Zuverlässigkeit der Chips. Weiterhin besteht ein Bedarf an hochreinen Gasen in der optischen, der pharmazeutischen und der Luft- und Raumfahrtindustrie.
In komprimierten Gasen, die in einem Behälter der Art eines Zylinders gespeichert sind, können verschiedenartige Verunreinigungen wie z.B. Partikel oder Dämpfe vorhanden sein. Aus dem mit "A gas filtration system for concentrations of 10&supmin;&sup5; particles/cm³" betitelten Artikel von G. Kasper und H.Y. Wen, veröffentlicht in Aerosol Science and Technology 5; 167-185 (1986), ist bekannt, daß "vollkommen" partikelfreie Prozeßgase gewonnen werden können. Auch eine Partikelanalyse wurde von denselben Autoren sorgfältig untersucht, und die Ergebnisse dieser Untersuchung wurden in den Proceedings - Institute of Environmental Sciences - 6. Mai 1987 in einem mit "Particle Analysis in cylinder gases" betitelten Artikel veröffentlicht.
Spurenmengen kondensierbarer Dämpfe wie z.B. Kohlenwasserstoffe oder fluorierte Kohlenwasserstoffe in Gasen werden im allgemeinen mit einer Vielzahl von Mitteln wie z.B. der Chromatographie in der Gasphase, der Infrarot (IR)-Absorptionsspektroskopie, der Massenspektrometrie, Gesamtkohlenwasserstoffdetektoren und so weiter, erfaßt und quantifiziert.
In Druckregulatoren wird üblicherweise die Druckabsenkung mittels einer kritischen Öffnung erzeugt. Zur Probenentnahme von Partikeln aus komprimierten Gasen mit einem Druck von bis zu 34,5 10&sup5; Pa (500 psi) kann ein Druckminderer, der aus einer sauberen Öffnung, einer Kammer, in welche das Gas expandieren kann, und einem Mittel zur Probenentnahme eines Teils des expandierenden Strahls besteht, einen "Null"-Partikelverlust erzielen. Eine solche Einheit kann von der Liquid Air Corporation bezogen werden.
Bekannt ist, daß in Abhängigkeit von der Reinheit des Gases eine sehr hohe Konzentration feiner Partikel während des Druckreduktionsvorgangs erzeugt werden kann, wenn der stromaufwärtige Druck einige 100 psi übersteigt (J. Aerosol Sci., 19, 153, 1988). Die Partikelkonzentration nimmt mit abnehmendem stromaufwärtigen Druck ab und fällt typischerweise bei Drucken im Bereich von 20,7 10&sup5; Pa (300 psi) bis 41,4 10&sup5; Pa (600 psi) auf Null. Es ist dokumentiert, daß diese Partikel sich durch die Kondensation von Spurenmen gen von Dampfverunreinigungen in den komprimierten Gasen bilden.
Die Entfernung von Dampfverunreinigungen (Reinigung) wird herkömmlicherweise mit Hilfe eines Molekularsiebes oder Aktivkohle eueicht. Diese Vorgehensweise kann jedoch die ursprunglichen Partikelspektren und -konzentrationen in den komprimierten Gasen vollständig verzerren.
Die Nutzung der Unterschiede der Diffusionskoeffizienten zum Entfernen unerwünschten Salpetersäuredampfs aus einer Gasströmung zur Gewinnung reinen Feststoffnitrats ist eine übliche Praxis bei auf dem Gebiet der Luftverschmutzung tätigen Forschern, bei denen dies "Säuredenudation" genannt wird. Im allgemeinen wird eine Grundbeschichtung auf die Kollektoroberflächen aufgebracht, um die Säuredämpfe zurückzuhalten, die beträchtliche Partikel ausschütten können und so das Ziel der Partikelerfassung aus hochreinen Gase stören. Das System arbeitet bei Atmospharendruck. Eine Temperatursteuerung ist nicht vorgesehen.
Angesichts der beträchtlichen Nachfrage nach hochreinen Gasen und hochreinen Gasen, die Partikel enthalten, existiert demzufolge ein starker Wunsch nach einem Verfahren zum Abtrennen kondensierbarer Dämpfe von Partikeln in einem hochkomprimierten Gas. Ein solches Verfahren wurde im Idealfall die Spektren oder die Konzentration der Partikel in dem komprimierten Gas nicht beeinträchtigen.
Aus der EP-A-0312457 und der EP-A-0312458 ist es ebenfalls bekannt, Tröpfchen kondensierbarer Dämpfe in einem Trägergas mittels einer kritischen Öffnung zu erzeugen und ein Trägergas, das kondensierbare Dämpfe enthält, über eine Vielzahl von Öffnungen abzugeben, ohne die Kondensation der kondensierbaren Dämpfe zu verursachen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entfernen kondensierbarer Dämpfe aus einem komprimierten, Partikel enthaltenden Gas zu schaffen, ohne die Spektren oder die Konzentration dieser Partikel in dem komprimierten Gas zu beeinflussen.
Die Erfinder haben nun ein Verfahren wie im Patentanspruch 1 angegeben gefunden, welches diese Aufgabe dieser Erfindung sowie weitere Aufgaben, die aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich sind, erfüllt.
Die Erfindung stellt weiterhin Verfahren gemäß der Patentanspruch 4 bzw. Patentanspruch 5 bereit.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein kondensierbare Dämpfe und Partikel enthaltendes komprimiertes Startgas durch eine Durchlaufvorrichtung geleitet. Die verwendete Durchlaufvorrichtung umfaßt einfache Geometrien und polierte, saubere Oberflächen. Der Durchfluß des komprimierten Gases durch die Durchlaufvorrichtung und die Geometrie der Durchlaufvorrichtung wird derart gewählt, daß Partikel mit einem Durchmesser von größer als 0,01 um einen Kollisionswirkungsgrad von weniger als 5% mit den Oberflächen der Durchlaufvorrichtung und kondensierte Dampfmoleküle einen Kollisionswirkungsgrad von mindestens 98% mit den Oberflächen der Durchlaufvorrichtung haben. Die Temperatur der Oberflächen der Durchlaufvorrichtung wird dann zum Zurucknalten kollidierter Dampfmolekule auf den Oberflächen gesteuert. Dieses Verfahren erzeugt ein komprimiertes Produktgas, das frei von kondensierbaren Dämpfen ist und das die Spektren und die Konzentration der Partikel des komprimierten Startgases hat.

Kurze Beschreibung der Figuren

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der.
Figur 1 Hintergrund-Partikelniveaus als Funktion des Zylinder-(Gas)Drucks veranschaulicht, die durch Kondensation erzeugt wurden;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer für die Partikelerfassung aus Hochdruck- Gaszylindern nützlichen Anordnung zeigt;
Figur 3 einen Vergleich einer Partikelkonzentration unterhalb von 41,4 10&supmin;&sup5; Pa (600 psia) und oberhalb von 41,4 10&supmin;&sup5; Pa (600 psia), der das Fehlen eines Partikelverlusts aufgrund der Verwendung einer Kältefalle in der Vorrichtung zeigt; und
Figur 4 Partikelkonzentrationsdaten in Hochdruck-Gaszylindern mit unterschiedlichen Vorgeschichten zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Entfernen von Spurenmengen kondensierbarer Dampfverunreinigungen aus hochkomprimierten Gasen, ohne die ursprünglichen Partikel- Größenspektren und -Konzentrationen in dem komprimierten Gas zu stören, bereit. Diese kondensierbaren Dämpfe können sich unter Bedingungen großen Temperatur- oder Druckabfalls in Partikel verwandeln und die ursprüngliche Partikelinformation vollkommen verzerren.
In Übereinstimmung mit der Erfindung werden komprimierte Gase als unter anderem ein Trägergas und kondensierbare Dämpfe enthaltend definiert. Die Gasgemische können Drukke aufweisen, die von 6,9 10&sup5; Pa (100 psia) bis 20,7 10&sup5; Pa (3000 psia) reichen. Das Trägergas kann z. B. Stickstoff(N&sub2;), Argon, Helium, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Methan, Äthan, Propan etc. sein.
Kondensierbare Dämpfe werden für die vorliegenden Zwecke als Spezies definiert, die bei ausreichender Kühlung des Trägergases oder bei Kontaktieren einer ausreichend kühlen Oberfläche (siehe unten) kondensieren und Tröpfchen bilden wird, wie beispielsweise C&sub5;&submin;&sub1;&sub6;-Kohlenwasserstoffe oder fluorierte C&sub5;&submin;&sub1;&sub6;-Kohlenwasserstoffe etc., sowie höhere Kohlenwasserstoffe oder fluorierte Kohlenwasserstoffe, unter bestimmten Umständen bis zu C&sub3;&sub0;-Kohlenwasserstoffen/fluorierten Kohlenwasserstoffen, z.B. wenn diese Dämpfe in einer sehr kleinen Konzentration vorliegen. Diese kondensierbaren Dämpfe liegen jedoch vor der Kühlung in ihren gasförmigen Zuständen vor und nicht als Tröpfchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich demzufolge von anderen Detektionsverfahren für vorher vorhandene Partikel und insbesondere von Verfahren zur Detektion von vorher vorhandenen Öltröpfchen in Gasen, die die Praexistenz solcher Tröpfchen erfordern. Ein Beispiel derartiger Verfahren ist in der US-A-4 794 086 angegeben.
Die Erfindung sorgt für die Entfernung von entweder Gesamtmengen kondensierbarer Dämpfe oder einzelnen Komponenten innerhalb einer "Familie" solcher Spezies (z.B. Kohlenwasserstoffe).
In Verbindung mit einem Druckminderer mit kritischer Öffnung ist eine wichtige Anwendung des erfindungsgemaßen Verfahrens die Analyse von in hochkomprimierten Gasen, z.B. Zylindergasen, vorhandenen Partikeln. Eine derartige Partikelanalyse ist von entscheidender Bedeutung für eine Vielzahl industrieller Prozesse, die ultrareine, komprimierte Gase verwenden, und ist ein Hauptthema der Forschung im Bereich der Mikrokontamination. Es gibt jedoch gegenwärtig kein praktisches Mittel für diese Partikelanalyse in komprimierten Gasen mit Drücken größer als 48,26 10&sup5; Pa (700 psi), da Partikel, die durch kondensierbare Dämpfe während einer Druckreduktion erzeugt wurden, für gewöhnlich um Größenordnungen zahlreicher als die ursprünglichen Partikel sind (Figur 1).
Eine weitere wichtige Anwendung der Erfindung ist, daß dieses Verfahren für den Zweck der Reinigung von Gasen verwendet werden kann, insbesondere während des Zylinder- Füllvorgangs, um ultrareine Gase zu erhalten. Das vorliegende Verfahren ist herkömmlichen Verfahren durch "Null"-Partikelerzeugung und geringen Druckabfall überlegen.
Die Erfindung entfernt kondensierbare Dämpfe in einer Durchlaufvorrichtung mit einfacher Geometrie und mit polierten, sauberen Oberflächen, wie z.B. einem elektropolierten runden Rohr, einem ringförmigen Rohr, oder einem rechteckigen Schlitz. Der Ausdruck "einfache Geometrie" wird benutzt, um anzudeuten, daß diese Durchlaufvorrichtungen keine scharfen Biegungen und/oder Toträume aufweisen, in denen sich Partikel absetzen.
Es ist gut dokumentiert, daß der Partikelverlust in einer Durchlaufvorrichtung mit komplexer Geometrie beträchtlich sein kann. Die polierte, saubere Oberfläche der bei der Erfindung verwendeten Durchlaufvorrichtung kann Partikelverluste oder erneutes Mitreißen von Partikeln, was bei rauhen Oberflächen als bedeutendes Problem gut bekannt ist, verhindern.
Das herköminliche Dampfentfernungsverfähren (für gewöhnlich als Reinigung bezeichnet) verwendet komplexe Durchlaufvorrichtungen mit rauhen Oberflächen und porösen Pellets, die eine wesentliche Menge an Partikeln erzeugen oder einfangen können. Dieses herkömmliche Verfahren ist daher mit der Partikelerfassung und -analyse nicht verträglich.
Die Partikel, die in den in dieser Erfindung betrachteten Gasgemischen enthalten sind, besitzen Durchmesser von mindestens 0,01 um. Die Erfindung entfernt kondensierbare Dampflnoleküle selektiv, ohne die Partikel in der Gasströmung zu beeinträchtigen.
Weithin bekannt ist, daß die Diffusionskoeffizienten für Gasmoleküle um Größenordnungen größer sind als diejenigen von Partikeln. Der Diffusionskoeffizient für Luftmolekule beträgt z.B. 0,19 cm² s&supmin;¹, gegenüber 0,00052 cm² s&supmin;¹ für Partikel mit 0,01 um Durchmesser. (Anmerkung: 0,01 um ist gegenwärtig die praktische untere Grenze der Erfassung mittels herkömmlicher Partikelzähler. Der Diffusionskoeffizient nimmt mit zunehmendem Partikeldurchmesser weiter ab.)
Dementsprechend ist die Kollisionshäufigkeit mit der Rohrwand für Dampfmoleküle viel höher als für Partikel. Der Einfachheit halber wird der Kollisionswirkungsgrad (CE) als der Bruchteil der interessierenden Spezies deflniert, die mit den Wänden kollidieren.
Durch geeignete Wahl von Durchfluß, Rohrgeometrie und Rohrlänge wird es möglich, eine Vorrichtung mit vernachlässigbarem Kollisionswirkungsgrad (z.B. 5%) für Partikel größer als 0,01 um zu schaffen, während für Dampfmoleküle nahezu 100% Kollisionswirkungsgrad (z.B. > 98%) erreicht wird.
Der Kollisionswirkungsgrad für eine Laminarströmung kann berechnet werden aus
CE = 5,50 K2/3 - 3,77 K für K < 0,007
CE= 1 - 0,819 exp(-11,5K) für K > 0,007,
worin
K = DL/Q für runde Rohre
K = DLW/QH für rechteckige Schlitze
gilt, wobei D der Diffusionskoeffizient, L die Rohrlänge, Q der Durchfluß, W die Schlitzbreite und H die Schlitzhöhe sind.
Die Tabellen 1 bis 3 geben den Kollisionwirkungsgrad in einem runden Rohr für verschiedene Rohrlängen, Durchflüsse und Diffusionskoeffizienten an. Der Bereich von Diffusionskoeffizienten deckt die im allgemeinen am häufigsten anzutreffenden Dampfarten ab. Die letzte Zeile jeder Tabelle zeigt den Diffusionsverlust von 0,01 um-Partikeln. Der Verlust nimmt mit zunehmender Partikelgröße ab. Tabelle 1. L = 30 cm Tabelle 2. L = 60 cm Tabelle 3. L = 90 cm
Das vorliegende Verfahren halt die kollidierten Dampfmoleküle an den Rohrwänden durch Steuern der Wandtemperatur zurück. Wenn Dampfmoleküle mit der Wand kollidieren, so können die Moleküle in Abhängigkeit von den physikalischen und chemischen Wechselwirkungen, die zwischen dem Dampf und der Sammeloberfläche auftreten, haften oder zurückprallen. Herkömmliche Reinigungsverfähren vertrauen auf die Adsorptionseigenschaften der Sammeloberfläche, um Dampfmoleküle zurückzuhalten.
Erfindungsgemäß wird die Wahrscheinlichkeit des Haftens der kollidierenden Moleküle durch Herabsetzen der Oberflächentemperatur erhöht. Mit systematisch abnehmender Oberflächentemperatur können verschiedene Arten von Dampfspuren selektiv entfernt werden. Die Temperatursteuerung kann durch eine Kälteanlage oder einen Behälter mit Trokkeneis oder flüssigem Stickstoff erzielt werden. Die geeigneten Temperaturbereiche liegen zwischen dem Siedepunkt des zu erfassenden Gases und dem niedrigsten Siedepunkt der zu entfernenden kondensierbaren Dämpfe. Bei der Erfindung muß zumindest ein zum Einfangen der kondensierbaren Dämpfe ausreichender Bereich der Oberfläche gekühlt werden.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zum Identifizieren der Arten von Dampfverunreinigungen in Zylindergasen bereit. Nach dem Einfangen einer hinreichenden Menge von Dampfverunreinigungen können erhitzte, saubere Gase durch das Rohr geleitet werden, um die eingefangenen Dämpfe zu desorbieren. Die Fouriertransformation-Infrarotspektroskopie (FTIR), die Gaschromatographie (GC) oder andere Mittel können rechnergesteuert verwendet werden, um die Arten der eingefangenen Dämpfe zu identifizieren.
Figur 2 zeigt schematisch den Aufbau für die Anwendung der Probenentnahme von Partikeln aus Zylindergasen. Die Rohrlänge und das Temperatursteuerverfahren, die hier verwendet werden, dienen lediglich als Beispiel. Eine in einen Behälter mit Trockeneis und Freon eingetauchte 0,635 cm (1/4 Zoll) SSEP Rohrleitung der Länge von 1,22 m (4 Fuß) diente als Dampfentfernungseinrichtung (Kältefalle). Die Temperatur der Kältefalle betrug - 78ºC. Die für verschiedene Anwendungen erforderliche Rohrlänge kann den Tabellen 1 bis 3 entnommen werden. Mit dieser Anordnung wurden die aus wieder mitgerissenen Partikeln und Kondensation erzeugten Hintergrund-Partikelniveaus gut beherrscht.
Die Temperatursteuerung kann durch ein Kühlgerät, eine Strahl-Erweiterungseinrichtung oder einen mit verschiedenen verflüssigten Gasen gefüllten Behälter vereinfacht werden.
Die mit einem zwischengesetzten, jedoch in Nebenschluß zur Kältefalle liegenden Absolut- Filter erfaßte Hintergrund-Partikelkonzentration ist in Figur 1 dargestellt, die durch Kondensation erzeugte Hintergrund-Partikelniveaus als Funktion des Zylinder-(Gas)Drucks zeigt. Figur 1 veranschaulicht, daß die Partikelkonzentration mit dem Zylinderdruck zunimmt. Die CNC-Zählwerte sind um zwei Größenordnungen größer als die LAS-X- Zählwerte. Die erfaßte Hintergrund-Partikelkonzentration mit der Kältefalle ist in Tabelle 4 dargestellt. Das Hintergrundniveau kann durch Verwenden eines geringeren Durchflusses, eines längeren Rohres in der Kältefalle oder einer niedrigeren Behältertemperatur weiter verringert werden.
Figur 3 zeigt, daß die Verwendung einer Kältefalle keinen zusätzlichen Partikelverlust verursacht. Figur 3 zeigt Partikelkonzentrationsdaten für einen turbulent gefüllten Zylinder. Die Konzentration der Partikel bleibt bei Drücken kleiner als 41,4 10&sup5; Pa ( 600 psi), bei denen keine Kondensation auftritt, mit und ohne Kältefalle unverändert.
Figur 4 zeigt Beispiele von Messungen der wahren Partikelkonzentration in turbulent gefüllten und gealterten Zylindern unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens. Figur 4 gibt Partikelkonzentrationen für Gase mit hohem Druck in Zylindern mit unterschiedlichen Vorgeschichten an.
Wie diese Darstellung zeigt, kann sich die Partikelkonzentration abhängig von der Vorgeschichte des Hochdruck-Gases in dem Zylinder um zwei Größenordnungen unterscheiden. Bomerkenswerterweise ist die Partikelkonzentration mit gut gealterten Hochdruck-Gasen in Zylindern (d.h., mit Gasen, die unter hohem Druck in Zylindern gespeichert wurden und die für zumindest einen Monat ungestört blieben) vergleichsweise gering. Wie durch einen Vergleich der beiden Partikelkonzentrations-Kurven in Fig. 4 für gut gealterte Hochdruck- Gaszylinder deutlich wird, ist es ohne die Erfindung nicht möglich, den Partikelgehalt eines aus einem gut gealterten Zylinder bei Drücken größer als 68,95 10&sup5; Pa (1000 psia) gewonnenen Gases zu messen (vgl. Figur 1). Tabelle 4: Erzielbarer Partikel-Hintergrund mit Filter und Kältefalle Testdruck (PSIA) (10&sup5; Pa) um Partikel/scf

Claims

1. Verfahren zum Entfernen kondensierbarer Dämpfe aus einem komprimierten Gas, das kondensierbare Dämpfe und Partikel enthält, ohne die Spektren oder die Konzentration dieser Partikel in dem komprimierten Gas zu beeinträchtigen, wobei das Verfahren umfaßt:

(i) Leiten eines kondensierbare Dämpfe und Partikel enthaltenden komprimierten Startgases durch eine Durchlaufvorrichtung ohne scharfe Windungen und/oder Toträume, in denen sich Partikel absetzen, bevorzugt ein elektropoliertes rundes Rohr, ein ringförmiges Rohr oder einen rechteckigen Schlitz, wobei die Durchlaufvorrichtung polierte saubere Oberflächen umfaßt;

(ii) Auswählen (iia) eines Durchflusses des komprimierten Gases durch die Durchlaufvorrichtung und (iib) einer Länge und Geometrie der Durchlaufvorrichtung derart, daß Partikel mit einem Durchmesser größer als 0,01um einen Kollisionswirkungsgrad von weniger als 5% mit den Oberflächen der Durchlaufvorrichtung und kondensierte Dampfmoleküle einen Kollisionswirkungsgrad von mindestens 98% mit den Oberflächen der Durchlaufvorrichtung haben;

(iii) Steuern der Temperatur von zumindest einem Bereich der Oberflächen der Durchlaufvorrichtung zum Zurückhalten kollidierter Dampfmoleküle auf diesem Bereich der Oberflächen; und

(iv) Gewinnen eines komprimierten Produktgases, das frei von kondensierten Dämpfen ist und die Spektren und die Konzentration der Teilchen des komprimierten Startgases hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die kondensierbaren Dämpfe Kohlenwasserstoff oder fluorierten Kohlenwasserstoff umfassen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend das Befüllen eines Zylinders mit dem komprimierten Produktgas.

4. Verfahren zum Identifizieren der Art kondensierbarer Dampfverunreinigungen in einem komprimierten Gas, umfassend:

(i) Leiten eines kondensierbare Dämpfe enthaltenden komprimierten Startgases durch eine Durchlaufvorrichtung mit einer Länge und Geometrie derart, daß Partikel mit einem größeren Durchmesser als 0,01 um einen Kollisionswirkungsgrad von weniger als 5 % mit den Oberflächen der Durchlaufvorrichtung und kondensierbare Dampfmoleküle einen Kollisionswirkungsgrad von zumindest 98% mit den Oberflächen der Durchlaufvorrichtung haben, wobei die Durchlaufvorrichtung eine einfache Geometrie ohne scharfe Windungen und/oder Toträume, bevorzugt einem elektropolierten runden Rohr, einem ringförmigen Rohr oder einem rechteckigen Schlitz hat und polierte, saubere Oberflächen umfaßt;

(ii) Auswählen (iia) eines Durchflusses des komprimierten Gases durch die Durchlaufvorrichtung und (iib) einer Länge und Geometrie der Durchlaufvorrichtung derart, daß Partikel mit einem Durchmesser größer als 0,01um in diesem Gas einen Kollisionswirkungsgrad von weniger als 5% mit den Oberflächen der Durchlaufvorrichtung und kondensierte Dampfmoleküle einen Kollisionswirkungsgrad von mindestens 98% mit den Oberflächen der Durchlaufvorrichtung haben;

(iii) Steuern der Temperatur von zumindest einem Bereich der Oberflächen der Durchlaufvorrichtung zum Zurückhalten kollidierter Dampfmoleküle auf diesem Bereich der Oberflächen;

(iv) Ersetzen des die Durchlaufvorrichtung durchsetzenden komprimierten Startgases durch ein sauberes Gas und Desorbieren der zurückgehaltenen Dampfmoleküle;

(v) Identifizieren der Dampfmoleküle.

5. Verfahren zur Analyse von in einem komprimierten Gas vorhandenen Partikeln, umfassend:

(i) Leiten eines kondensierbare Dämpfe und Partikel enthaltenden komprimierten Startgases durch eine Durchlaufvorrichtung mit einer Länge und Geometrie derart, daß Partikel mit einem größeren Durchmesser als 0,01 um einen Kollisionswirkungsgrad von weniger als 5 % mit den Oberflächen der Durchlaufvorrichtung und kondensierbare Dampfmoleküle einen Kollisionswirkungsgrad von zumindest 98% mit den Oberflächen der Durchlaufvorrichtung haben, wobei die Durchlaufvorrichtung eine einfache Geometrie ohne scharfe Windungen und/oder Toträume, bevorzugt einem elektropolierten runden Rohr, einem ringförmigen Rohr oder einem rechteckigen Schlitz hat und polierte saubere Oberflächen umfaßt;

(iii) Steuern der Temperatur von zumindest einem Bereich der Oberflächen der Durchlaufvorrichtung zum Festhalten kollidierter Dampfmoleküle auf diesem Bereich der Oberflächen;

(iv) Gewinnen eines komprimierten Produktgases, das frei von kondensierten Dämpfen ist und die Spektren und die Konzentration der Teilchen des komprimierten Startgases hat;

(v) Analysieren der im komprimierten Produktgas vorhandenen Partikel.